例談以“組題”教學培養學生的遷移能力和物理悟性

摘要：高中學生普遍覺得物理難學，難學的原因是由于學生沒有較強的遷移能力和較高的物理悟性。怎樣讓學生獲得較強的遷移能力和較高的物理悟性是廣大物理教師面臨的難題。筆者認為遷移能力和物理悟性要在平時的教學中逐漸培養，在潛移默化中滲透，在學生解題時得以體現。

關鍵詞：“組題”教學；遷移能力；物理悟性

中圖分類號：G633.7

文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148(2007)4(S)-0046-2

學生的物理悟性對于基礎知識的理解、掌握和靈活運用，對于在情境陌生的問題面前能否迅速作出反應和準確的預見性判斷有著舉足輕重的作用。因此，培養學生的物理悟性是物理教師的追求和職責。筆者在此就以一組物理題的教學談談自己的一點體會。

題1 一小球從離地面H高處無初速度下落，運動過程中空氣阻力始終是球重的k倍（k＞1)。若小球與地面碰撞后無能量損失，則小球在停止前通過的總路程為多少？

析與解 因小球受空氣阻力的作用機械能逐漸減小直至變為零，最后停止在地面上。重力做功與路徑無關，而空氣阻力始終做負功，由動能定理有

題2 如圖1，在傾角為θ的斜面上有擋板，在距A為L的地方有一質量為m的物體B，B的初速度為v0，B與斜面間的動摩擦因素為μ，且

μ＜tanθ。假設物體B與檔板A碰撞過程中無能量損失。試求物體B停止前在斜面上一共滑行多少路程？（已知滑行摩擦力與最大靜摩擦力相等）

析與解 （1）取B為研究對象，B受有重力、垂直斜面的彈力和與運動方向相反的沿斜面的滑動摩擦力。

（2）物理情境分析

隱含條件 已知條件中給出μ＜tanθ，即意味著mgsinθ大于μmgcosθ，物體B在斜面上任何一個位置都不可能靜止，只有靠到擋板A處，且速度為零，才能靜止。

運動特點 在斜面上往復運動，下滑勻加速，上滑勻減速，沿斜面上升的高度逐漸減小。

做功特點 重力做功與路徑無關，摩擦力始終做負功。

根據動能定理有

此題直接如此解答學生不易理解，可將2題與1題比較，把重力沿斜面向下的分力mgsinθ等效于題1中小球的重力mg，把斜面的摩擦力等效于題1中的空氣阻力。

題3 如圖2，一個質量為m，電量為-q的小物體，可在水平軌道Ox上運動，O端有一與軌道垂直的固墻，軌道處在場強為E，方向沿Ox軸正向的勻強電場中，小物體以初速v0從x0點沿Ox軸軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦力f的作用，且f＜qE，小物體與墻壁碰撞時不損失機械能，求它在停止前通過的總路程。

析與解 在解答完1、2題之后，可讓學生自己類比聯想。分析得出，物體所受重力與支持力平衡，且不做功，物體在Ox軸上往復運動，最后將靠在墻壁上而停止。因電場力qE做功與路徑無關（與重力做功類比），摩擦力始終做負功，由動能定理列出方程

題4 如圖3所示，軌道的對稱是過O、E點的豎直線，軌道BEC是120°的光滑圓弧，半徑R=2.0m，O為圓心，AB、CD兩斜面與圓弧分別相切與于B點和C點，一物體從h=3.0m處以速率v0=4.0m/s沿斜面運動，物體與兩斜面間的動摩擦因數μ=0.2，求物體在AB、CD兩斜面上（不包括圓弧部分）通過的路程s。

析與解 乍看此題無從著手，可引導學生把該題與題1、題2比較，發現其共同點：都是物體往復運動，最終靜止，且重力做功與路徑無關，摩擦力始終做負功，所不同的是題2為物體在同一斜面上往復運動，而該題是物體在左右兩個對稱的斜面上往復運動，題2中物體在與A板碰撞時沒有能量損失，本題為光滑圓弧，亦無能量損失，兩題形異質同，可以遷移解題思路，由動能定理得

這樣的解題教學對學生物理悟性的培養是大有裨益的。

題5 如圖4所示，一根對稱∧形玻璃管置于豎直平面內，管所在空間有E=1000V/m的豎直向下的勻強電場，質量m=1.0×10-4kg，q=-2.0×10-6C的小球，在管內從A點由靜止開始運動，小于與管壁的摩擦因素μ=0.5，θ=37°，管長AB=CB=2m，g=10m/s2，B處為很短的光滑圓弧，求：小球最終靜止于何處？它通過的總路程是多少？

析與解 這是一道有關靜電場的綜合題。讓學生對小球進行受力分析，帶電小球受豎直向下的重力、豎直向上的電場力、沿管壁的摩擦力、垂直于管壁的支持力。通過計算可知電場力qE＞mg，二力的合力方向豎直向上。學生可能會一時難以突破固有的習慣思維模式的限制，認為小球會靜止于最低點A或C。這時利用題4讓學生分析比較，引導學生把本題中電場力和重力的合力等效為題4中的重力，同時將圖改畫成圖5的樣子，等效替代，問題迎刃而解。

小球最終靜止于B處，根據動能定理

由此可見基礎知識是解決問題強有力的武器。但這里所說的基礎知識不是死記硬背而獲得的內容，而是指想通悟透其實質，徹底理順邏輯關系，并且能將概念、公式、圖象、規律、物理模型等組成有機網絡，使零碎的知識板塊化、結構化，抓住它們的內在聯系，找出知識點間的異同，等效替代，科學遷移，方能開拓創新。在平時的教學中，教師若能注重新舊知識的聯系，以“組題”的形式教學推陳出新，題題相扣，就能激發學生的創新思維，培養他們的遷移能力，提高他們的物理悟性。

參考文獻

[1]《物理教學參考》.陜西師范大學

[2]《高中物理學習指導》.重慶市《中學生學習指導》編寫委員會

[3]《高中物理導學教程》.《高中物理導學教程》編寫委員會

(欄目編輯 陳 潔)

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”